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工程热物理学报 2021年第12期42卷 3265-3273页

作者：杞卓玲贾力党超北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文针对水平矩形通道内非共沸混合工质的流动沸腾分层流状态,同时考虑靠近其气液界面处气相与液相浓度边界层的存在,对液相浓度边界层的传质系数进行了修正,构建了对应的流动沸腾液膜蒸发模型,以R134a/R245fa混合工质为研究对象,探讨... 详细信息

本文针对水平矩形通道内非共沸混合工质的流动沸腾分层流状态,同时考虑靠近其气液界面处气相与液相浓度边界层的存在,对液相浓度边界层的传质系数进行了修正,构建了对应的流动沸腾液膜蒸发模型,以R134a/R245fa混合工质为研究对象,探讨了不同入口组分质量、质量流速及热流密度等条件下液膜蒸发过程的热质传递规律,以气液相浓度边界层内的组分质量差作为气液相传质阻力的表征,界面温度和主流饱和温度之差为传热阻力的表征,深入分析了传热阻力、传质阻力与混合工质传热特性之间的内在联系。

关键词：非共沸混合工质流动沸腾液膜蒸发传质阻力传热阻力

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具有梯度结构吸液芯的均热板传热特性

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工程热物理学报 2023年第2期44卷 532-539页

作者：王宙银了飞丁艺崔卓贾力北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

均热板是电子器件散热方案中常见的传热元件,而吸液芯结构是影响均热板传热性能的重要因素。本文将吸液芯划分为核心热源区和工质回流区,使用40μm、75μm和110μm三种粒径的球形铜粉和非球形铜粉开发三种热源区和回流区具有不同毛细性... 详细信息

均热板是电子器件散热方案中常见的传热元件,而吸液芯结构是影响均热板传热性能的重要因素。本文将吸液芯划分为核心热源区和工质回流区,使用40μm、75μm和110μm三种粒径的球形铜粉和非球形铜粉开发三种热源区和回流区具有不同毛细性能的梯度结构吸液芯,并以均热板热阻和蒸发侧平均温度为指标开展对应均热板的传热性能测试。实验结果显示,对于两种单粒形双粒径吸液芯,使用较大粒径铜粉烧结核心热源区能有效提高均热板传热性能,且高充液率时传热性能相对较好。而双粒形双粒径梯度结构吸液芯能更好地平衡毛细力和渗透率对工质回流的影响,对应均热板传热性能最好,在实验最高加热功率时均热板总热阻比其他两种单粒形均热板最大降低约91%,并且最佳充液率适中,表明采用双粒形双粒径吸液芯可大幅提高均热板传热性能。

关键词：梯度结构吸液芯双粒径双粒形均热板传热性能

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通道结构强化微通道流动沸腾流动与传热

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科学通报 2019年第23期64卷 2450-2462页

作者：党超贾力杞卓琳彭启北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

开展了R134a/R245fa非共沸混合工质及其纯组分工质在不同通道结构的平行微通道内流动沸腾特性的探索性工作.提出了具有内部连通区域的分隔型微通道结构,重点探讨了通道结构对流动沸腾传热特性与压降特性的影响.研究结果表明,与连续型微... 详细信息

开展了R134a/R245fa非共沸混合工质及其纯组分工质在不同通道结构的平行微通道内流动沸腾特性的探索性工作.提出了具有内部连通区域的分隔型微通道结构,重点探讨了通道结构对流动沸腾传热特性与压降特性的影响.研究结果表明,与连续型微通道相比,纯组分工质在分隔型微通道中的流动沸腾传热效果略有增强,但非共沸混合工质却略有减弱.无论纯组分工质还是非共沸混合工质,分隔型微通道内部连通区域的存在对于延迟传热恶化的出现、提高流动沸腾CHF均有所帮助.此外,分隔型微通道可以显著降低非共沸混合工质及其纯组分工质流动沸腾过程中的压降,且工质的液-气密度比越小,内部连通区域对压降的改善效果越明显.

关键词：流动沸腾通道结构非共沸混合工质传热特性压降特性

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多孔材料微通道流动沸腾可视化实验研究

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工程热物理学报 2022年第1期43卷 226-232页

作者：孙明美贾力银了飞党超薛莹丽北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

微通道换热器因其结构紧凑、换热能力高、工质消耗少等优点成为解决微小空间“散热难”问题的有效途径之一,采用多孔材料制作的微通道热沉能够极大地增加换热面体比,因而可以进一步提高其换热能力。本文利用可视化手段对槽道翅片顶部与... 详细信息

微通道换热器因其结构紧凑、换热能力高、工质消耗少等优点成为解决微小空间“散热难”问题的有效途径之一,采用多孔材料制作的微通道热沉能够极大地增加换热面体比,因而可以进一步提高其换热能力。本文利用可视化手段对槽道翅片顶部与盖板间留有狭缝、通道截面为矩形(400µm×600µm)的开放型多孔微通道的流动沸腾现象进行实验研究。研究发现,多孔材料表面及内部形成的大量连通孔穴使得通道中核化位点明显增多,观察到的流型除泡状流、弹状流、段塞流外,还有由于开放通道上方存在狭缝所导致的混合分层气泡流。汽化核心密度增加以及混合分层气泡流的出现增强了微通道内的核态沸腾、微对流和微液膜蒸发,从而增强微通道流动沸腾的换热能力并有效降低壁面过热度。

关键词：多孔材料微通道流动沸腾气泡行为流型特征

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非共沸工质R134a /R245fa的管内冷凝换热特性研究

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工程热物理学报 2020年第3期41卷 661-667页

作者：张永欣贾力丁勇党超北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

为研究非共沸工质的冷凝换热特性,本文基于Nusselt理论,建立了竖直圆管内非共沸混合蒸汽的冷凝模型,研究了不同质量比例的R134a/R245fa在不同条件下的冷凝换热特性,结果表明:混合蒸汽质量比例不同,两种组分的露点温度不同,混合物的冷凝... 详细信息

为研究非共沸工质的冷凝换热特性,本文基于Nusselt理论,建立了竖直圆管内非共沸混合蒸汽的冷凝模型,研究了不同质量比例的R134a/R245fa在不同条件下的冷凝换热特性,结果表明:混合蒸汽质量比例不同,两种组分的露点温度不同,混合物的冷凝特性不同,低沸点组分的气-液相份额差是表征传质阻力的关键因素;混合蒸汽质量比例、质量流速、壁面温度、压力是影响非共沸混合工质冷凝换热的重要因素。

关键词：非共沸工质冷凝模型传质阻力换热系数

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基于相变材料的方形锂电池冷却实验研究

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工程热物理学报 2020年第10期41卷 2530-2538页

作者：杨成亮贾力任宏磊北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文采用了三种不同相变温度的固体定形相变材料包覆方形电池的方法研究了相变材料冷却大容量锂电池的效果,以及不同放电倍率和不同相变材料包覆电池表面面积下的电池模块冷却效果。进一步采用了相变材料与微通道铝扁管复合的方式来加... 详细信息

本文采用了三种不同相变温度的固体定形相变材料包覆方形电池的方法研究了相变材料冷却大容量锂电池的效果,以及不同放电倍率和不同相变材料包覆电池表面面积下的电池模块冷却效果。进一步采用了相变材料与微通道铝扁管复合的方式来加强锂电池的冷却能力,研究结果显示使用复合方式冷却电池能够取得更佳的冷却效果。

关键词：方形锂离子电池相变材料微通道铝扁管复合冷却

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多孔基体开放结构微通道流动沸腾特性研究

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工程热物理学报 2024年第6期45卷 1800-1807页

作者：银了飞杨钟琳孙明美贾力北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

电子技术和储能技术的快速发展导致电子设备或储能装置的产热量和热流密度不断增加,将热量高效移除是保证系统运行可靠性的关键,微通道流动沸腾作为极具应用潜力的散热方式之一,进一步提升两相微通道热沉换热性能具有重要意义。本文利... 详细信息

电子技术和储能技术的快速发展导致电子设备或储能装置的产热量和热流密度不断增加,将热量高效移除是保证系统运行可靠性的关键,微通道流动沸腾作为极具应用潜力的散热方式之一,进一步提升两相微通道热沉换热性能具有重要意义。本文利用45μm直径球形铜粉颗粒烧结多孔材料基体并制作开放型微通道热沉,以去离子水为工质,研究多孔基体开放结构微通道流动沸腾特性,发现在本文研究工况范围内出现泡状流、气弹–气塞流和周期性分层流三种流型。低质量流速时多孔基体表现出对流动沸腾换热的强化作用,而高质量流速则相反,体现了多孔基体对相变传热、单相对流传热和固体导热等多种传热机理影响的耦合竞争关系。尽管多孔基体对于开放结构微通道流动沸腾换热性能的影响具有多重复杂性,但对于流动沸腾传热的优势会随着热流密度提升和壁面过热度的增加开始凸显。

关键词：多孔基体开放结构微通道流动沸腾传热与压降特性

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基于柔性通道的圆柱型锂电池热管理实验研究

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工程热物理学报 2021年第9期42卷 2431-2437页

作者：魏立婷贾力安周建杨成亮北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

本文建立了一种基于柔性金属微通道内流动沸腾换热的圆柱型锂离子电池热管理系统。柔性铝微通道结构能够与圆柱型电池很好的接触,并且槽道内工质流动与相变换热可以有效地带走电池放电过程中产生的热量。实验研究了柔性铝槽道板与圆柱... 详细信息

本文建立了一种基于柔性金属微通道内流动沸腾换热的圆柱型锂离子电池热管理系统。柔性铝微通道结构能够与圆柱型电池很好的接触,并且槽道内工质流动与相变换热可以有效地带走电池放电过程中产生的热量。实验研究了柔性铝槽道板与圆柱型电池表面接触面积和槽道内工质质量流量对电池热性能和电化学性能的影响,并与无冷却结构的电池放电实验结果进行了比较。柔性铝槽道板工质入口质量流量为5.98 kg/h时,电池表面温度和表面温度差最小,电池的输出电压和容量最佳。此外,在考虑热性能、宏观电化学特性、入口质量流量和冷却性能的基础上对实验进行了优化设计。

关键词：锂电池圆柱型柔性通道热特性接触面积

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微气流作用下多孔表面液滴动态润湿行为

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科学通报 2021年第1期66卷 128-136页

作者：党超丁艺贾力彭启北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

基于对附加动量力场调控液滴润湿行为特性的创新性思考,通过可视化实验,利用多孔材料表面配合辅助微气流作用的形式,探索了液滴在多孔材料表面的动态润湿行为特性,鉴别了微气流作用下液滴在多孔材料表面的3种不同动态润湿模式,发现了液... 详细信息

基于对附加动量力场调控液滴润湿行为特性的创新性思考,通过可视化实验,利用多孔材料表面配合辅助微气流作用的形式,探索了液滴在多孔材料表面的动态润湿行为特性,鉴别了微气流作用下液滴在多孔材料表面的3种不同动态润湿模式,发现了液滴在微气流作用下的类超疏水悬浮状态.在此基础上,针对具有典型意义的液滴完整浸润模式,结合对多孔材料表面液滴受力模式与受力机理的分析,探讨了不同微气流条件下液滴表观接触角、体积以及底部润湿面积等动态润湿参数与润湿时间之间的依变规律.

关键词：微气流多孔表面动态润湿模式润湿参数

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基于异形微结构表面的低表面能工质液滴润湿特性研究

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工程热物理学报 2023年第7期44卷 1897-1903页

作者：王小伟贾力李昊党超北京交通大学机械与电子控制工程学院热能工程研究所北京100044 微细尺度流动与相变传热北京市重点实验室北京100044

尺寸效应是探索异形微结构表面液滴润湿特性的研究基础。本文以单凹角异形微结构和双凹角异形微结构为研究对象,通过数值模拟,得到了微结构的几何参数尺寸与低表面能液滴润湿特性间的变化规律。对于单凹角异形微结构,临界本征接触角随... 详细信息

尺寸效应是探索异形微结构表面液滴润湿特性的研究基础。本文以单凹角异形微结构和双凹角异形微结构为研究对象,通过数值模拟,得到了微结构的几何参数尺寸与低表面能液滴润湿特性间的变化规律。对于单凹角异形微结构,临界本征接触角随着悬臂长度减小呈指数增加,微结构间的间距直接影响着表观接触角的大小,悬臂高度的增加不利于疏液状态的实现。对于双凹角异形微结构,悬臂长度和悬臂高度不是影响液滴润湿的主要因素,微结构间的间距和支柱高度共同作用下决定了液滴润湿状态。

关键词：尺寸效应异形微结构低表面能液滴润湿状态

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